支持无人机设计的全寿命周期成本建模技术研究

在无人机设计阶段对相关成本进行分析评估，引入按费用设计理念，对于控制无人机装备指标参数与复杂程度、鉴别高费用设计、修正设计进程、提高标准化程度，进而降低全寿命周期费用，实现技术与经济的最佳匹配，达到最优效费比，将起到极其重要的作用。本文分析了一种无人机全寿命周期成本估算框架，研究了无人机全寿命周期成本体系架构，提出了无人机飞机平台全寿命周期成本估算模型，将该模型在某型无人机上进行验证，可以用于无人机研制过程中的设计方案权衡分析和基于成本的设计优化。     

武器装备费用确定方法及效费比分析探讨

分析了武器装备的全寿命周期费用的构成及特点,提出用装各经济寿命分析的方法计算出装备的全寿命费用;分析了效能费用的辩证关系,对效费比计算进行了初步的探讨。     

基于贝叶斯理论的低循环疲劳寿命模型不确定性量化

为量化低循环疲劳寿命模型中的不确定性因素,利用贝叶斯理论,采用经典的模型校准形式确立了寿命模型的不确定性量化形式,并结合正态性检验对误差项进行验证;应用马尔可夫链-蒙特卡罗(MCMC)算法获得了模型参数后验分布的抽样样本,在小子样试验数据条件下确定了低循环疲劳寿命的95%不确定性区间,较好地覆盖了寿命的分散性;对参数样本进行了相关性分析,并将异方差回归概率模型与贝叶斯概率模型进行了比较。最后,利用Morris全局灵敏度分析方法获得了Manson-Coffin模型参数的全局灵敏度指标;同时,验证了在模型参数对先验信息敏感,或者说在先验信息影响极大的情况下,采用无信息先验处理方法的合理性。     

一种基于不确定性全寿命周期仿真的分离模块航天器评估方法(英文)

为了对新概念分离模块航天器进行全面评估,本文提出了一种基于不确定性全寿命周期仿真的评估方法。首先,对分离模块航天器术语和体系结构进行了阐述,对评价准则进行了定义,确定以风险调节全寿命周期成本和净收益现值的期望值和方差作为评价指标。其次,对分离模块航天器概念设计阶段学科模型进行了介绍,以此为基础对全寿命周期成本模型和净收益现值模型进行了详细讨论。再次,对全寿命周期不确定性因素进行了分析,并采用概率论进行了数学建模。然后,对全寿命周期仿真过程时序进行了分析,采用面向对象建模的方法对仿真模型进行了建模;仿真模型集成了仿真对象的不确定性模型,能够随着全寿命周期仿真演进对仿真对象的不确定性状态进行动态演化,以此为基础构建了基于不确定性全寿命周期仿真评估平台。最后,基于该评估方法对虚拟对地遥感分离模块航天器方案进行讨论,结果表明在考虑不确定性因素影响下,模块分离方案和分批发射方案对成本与收益有很大影响,且分离模块航天器比其对应传统单颗航天器更有优势。     

涡桨发动机方案阶段经济可承受性分析

基于涡桨发动机经济可承受指标的定义,建立了涡桨发动机方案阶段的技术指标体系,提出了涡桨发动机全寿命周期费用指标及估算方法。给出了涡桨发动机方案阶段性能/费用权衡分析、全寿命周期费用估算及经济可承受性指标分析的过程,并以同一涡桨发动机为基准,对比分析了单转子方案和双转子方案的经济可承受性,最终得出该型发动机双转子方案经济可承受性更优的结论。     

寿命周期费用应用初探

指出寿命周期费用是装备研制中与性能、可靠性等同等重要的权衡因素；列出了计算寿命周期费用的５种数学模型；介绍了我军在某装备研制中应用寿命周期分析的大致情况。     

涡轮盘低循环疲劳寿命概率分析

大量试验证明疲劳寿命符合对数正态分布,并且对数寿命标准差随应变水平降低而增大;在此基础上,引入对数寿命的线性标准差及标准正态随机变量μ,将Mason-Coffin公式随机化,疲劳性能参数均表示为μ的函数,建立了基于试验数据统计分析的概率寿命模型.对GH4133材料疲劳试验数据进行线性异方差回归分析,得到了疲劳性能参数的随机表达式及概率密度曲线,各参数并不服从正态分布或对数正态分布.应用该模型对某涡轮盘进行了低循环疲劳寿命可靠性分析,获得了轮盘寿命分布,对应最大概率和可靠度0.9987的寿命均与轮盘的试验分析相吻合.     

航空装备预防性维修费用的系统动力学分析

分析了维修保障费用产生的因果关系：建立存量、流量、辅助变量、常量之间的关联方程,确定初始值;分析模型的计算结果,通过调整模型的参数来观察模型结果的变化以确定最优策略。着重分析了飞机的零部件故障率、预防性维修的频率等对寿命周期内装备的维修保障费用的影响．结果表明本仿真方法具有一定的实用性。     

飞机生存力评估与综合权衡方法研究

分析了飞机生存力的影响因素,基于每个因素对生存力的影响重要程度提出了评估飞机生存力的权重系数法和综合评估法;并考虑到飞机生存力的提高必须以费用作为代价,提出了一种飞机生存力/寿命周期费用综合权衡方法。飞机生存力评估方法和飞机生存力/寿命周期费用综合权衡方法的提出,将对飞机生存力提高和生存力设计产生积极的影响。     

基于寿命件的民航发动机送修目标确定方法

为了科学合理地制定维修工作范围,提出了一种面向全寿命周期的基于寿命件的民航发动机送修目标确定方法.首先以全寿命周期内送修次数最少、寿命件总成本最低、目标在翼总循环最长为优化目标,建立了多目标优化模型;在分析各优化目标的基础上,提出了一种基于分步求解策略的模型求解方法;最后,采用某航空公司一台航发动机的实际数据对提出的送修目标确定方法进行了验证.结果表明提出的方法能够基于妥协系数和各优化目标权重实现全寿命期内送修次数和寿命件总成本的平衡,能够为发动机送修目标的确定提供决策支持,避免了送修目标确定的随意性.     

大型运输机全寿命成本模型分析

大型运输机的发展,对于国民经济及国防事业发展具有重要的意义。由于研制大型运输机发展人力、财力投入大,使用周期长,因而,早期研制阶段进行全寿命成本模型分析对于研制方案的优选、提高竞争水平具有重要影响。本文从大型运输机概念设计中对经济性分析的需求出发,结合我国国情,探讨了大型运输机全寿命成本模型的建立方法。     

商用飞机持续适航事件经济性分析模型

我国某型民用飞机于2015 年开始陆续交付运行，积累了大量的持续适航事件和数据，但缺少量化的评价机制，用于持续适航事件的经济性分析。本文通过对民用飞机持续适航事件和数据的收集与分析，结合对主制造商和航空公司的成本和收益损失的计算，提出持续适航事件成本结构；在此基础上，建立单个事件的成本模型和持续适航事件经验曲线模型，进一步提出预测机型成熟期的持续适航事件成本预测模型并验证。结果表明：在机队持续适航成本预测模型提出的过程中，飞机停场天数、事件接收到确定措施时间和措施实施时间的取值敏感度高，在后续机队的运行过程中，应尽量减小这三个参数的取值，以降低持续适航事件成本。     

国产支线飞机航线运营经济性分析框架

国产某支线飞机进入市场化运营阶段,运营经济性成为推动民机产业发展的主导因素,亟需基于该支线飞机运营数据和实践经验研究建立国产支线飞机航线运营经济性分析框架。首先进行支线飞机潜在边际收益的因果关系分析,随后从成本和收益角度分别构建直接运营成本模型、间接运营成本模型、潜在边际收益模型、运输收益模型等,然后从年度收入成本分析、寿命周期收入成本分析、飞机投资回报分析三个维度提出支线飞机航线运营的经济性分析指标,从而构建了国产支线飞机的航线运营经济性分析框架。基于案例研究,从客公里收入、吨公里成本、收入成本利润、静态投资回收期、动态投资回收期等方面对飞机进行经济性分析,最后提出国产支线飞机的优化设计与运营经济性的相关建议。     

基于遗传算法的民用航空发动机送修方案决策研究

为了给航空发动机在整个使用周期内送修方案的制定提供支持,降低发动机使用周期内的大修成本,针对单元体结构的民用航空发动机,基于制造商的发动机维修管理大纲,同时考虑时寿件寿命和单元体超出软时限导致性能衰退而造成发动机送修的情况,设定大修间隔不超过最大送修间隔,建立了一种以送修时间间隔为优化变量,以单位飞行小时送修成本最小为优化目标的发动机大修成本优化模型。采用遗传算法对模型进行求解,并以V2500发动机为例,对其25年里多次返厂送修方案进行了优化,表明当送修次数为6次时返厂大修成本最低,并给出了相应的各单元体的修理级别,该方法可为航空公司制定发动机送修方案提供参考。      

变幅载荷对高温合金裂纹萌生及扩展寿命的影响

为了更好地分析航空发动机用高温合金裂纹萌生阶段的变幅载荷对高温材料的低周疲劳裂纹萌生及扩展寿命的影响,将低周疲劳的裂纹萌生过程视作损伤累积过程,基于连续损伤力学建立了低周疲劳损伤累积模型.结合室温下GQGH4169合金的裂纹扩展试验数据,通过有限元建模计算和数值分析方法确定了模型中具体的损伤参数数值,并对裂纹萌生寿命进行了预测.结果表明:该方法不但能准确地预测变幅加载下CT试样的裂纹萌生寿命,而且能很好地反映萌生阶段变幅载荷对裂纹扩展寿命的影响,而且降低了试验成本.     

一种新的民用飞机修理级别优化模型

修理级别分析(LORA)是飞机保障性分析的一个重要内容,是在设计阶段评估维修对飞机成本影响的一种系统分析方法。现有的LORA经济性分析模型对于系统寿命周期的维修费用考虑不够,且不适合民用飞机维修特点,基于此,提出了一个适合民用飞机维修规划三层三级的LORA经济性分析的数学模型,在此基础上,以最小化维修成本为目标建立了维修级别优化模型,并利用免疫粒子群算法超强的多变量、非线性及全局优化能力,对所提出的民机维修级别优化模型进行了求解。最后通过算例的比较分析,说明了本文LORA经济性分析模型的合理性以及模型求解算法的高效性。     

基于 CER的运载火箭研制费用估算

运载火箭研制费用估算是费用管理中的一个重要环节。正确估算研制费用对于方案选优、加强研制过程中的费用管理以及估算整个寿命周期的费用等都具有十分重要的意义。参考美国国家宇航局（ NASA ）的费用估算关系（ CER ）模型,提出了基于运载能力、起飞质量、外形尺寸等参数的参数-费用估算模型。鉴于我国运载火箭样本少的实际情况,采用偏最小二乘法（ PLS）对该模型进行了实证检验,估计值与真实值之间的偏差较小,估计效果比较理想。为下一步运载火箭研制方案筛选和费用管理提供了依据。     

民用飞机全寿命周期成本及经济性设计研究

总结了民用飞机全寿命周期成本研究方法,对民机型号研制中通常采用的成本估算方法和软件工具进行了介绍。在此基础上,一方面从民机运营经济性的角度对不同市场条件下的计算分析模型进行了对比,指出发展更可靠的直接维修成本（DMC）模型的必要性;另一方面,从民机研制的角度,通过将经济性分析模块有机融入传统飞机设计流程,提出面向经济性设计的总体思路,为实现民用飞机的多学科设计提供了基础。     

并行工程在商用飞机研制中的应用

介绍了并行工程的定义及国内外并行工程的应用现状,分析了商用飞机全寿命周期的费用。结合商用飞机研制特点,研究了基于成熟度定义的并行工程方法。通过并行工程的应用,缩短研制周期,降低研制费用。